CLOSED CYCLE CRYOGENIC REFRIGERATION SYSTEM WITH AUTOMATIC VARIABLE FLOW AREA THROTTLING DEVICE

An integral combination of expansion valve and evaporator in a cryostat using a single support member. The valve includes two flow orifices, one orifice (62) being used primarily for steady-state operation and the other orifice (44) being used only during cool-down. An actuator (28) having a high coefficient of thermal expansion moves a needle (46) positioned in the cool-down orifice (44) such that a large orifice flow area at the start of cool-down is automatically and continously reduced as the actuator (28) temperature decreases as refrigerant is throttled through the orifice. Within a range of approximately 30K from the desired steady-state evaporator temperature, the needle (46) completely blocks the cool-down orifice (44). Then, refrigerant flows through the steady-state orifice (62) which has a remotely adjustable needle (68). In the final stage of cool-down, the refrigerant system is entirely controlled by the steady-state orifice (62) and its associated needle (68). L'invention concerne un système intégré de valve de détente et d'évaporateur dans un cryostat utilisant un seul élément de support. La valve a deux orifices d'écoulement, un orifice (62) étant utilisé essentiellement pour un fonctionnement en régime stable et l'autre orifice (44) étant utilisé uniquement durant la phase de refroidissement. Un dispositif d'actionnement (28) ayant un coefficient élevé de dilatation thermique déplace une aiguille (46) positionnée dans l'orifice de refroidissement (44) de manière à ce que la section d'écoulement large de l'orifice au début du refroidissement diminue d'une manière automatique et continue, au fur et à mesure que la température du dispositif d'actionnement (28) diminue par l'effet du réfrigérant passant par l'orifice. Lorsque la température arrive à environ 30 DEG K de la température recherchée de l'évaporateur en régime stable, l'aiguille (46) ferme complètement l'orifice (44) de refroidissement. Ensuite, le réfrigérant circule par l'orifice (62) pour régime stable, ce dernier ayant une aiguille (68) ajustable à distance. Dans l'étape finale du refroidissement, le système réfrigérant est commandé totalement par l'orifice (62) pour régime stable et par son aiguille associée (68).